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Nasce il termoelettrico più efficiente
Ultima recensione: 16.10.2021
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I chimici della Northwestern University hanno sviluppato un materiale termoelettrico unico che converte il calore in elettricità.
È il miglior materiale del suo genere: la sua efficienza è doppia rispetto a tutti i materiali precedentemente noti. Questa scoperta può essere molto importante per lo sviluppo dell'industria mondiale, dato che due terzi dell'energia prodotta per i bisogni umani si perde sotto forma di calore. I risultati del lavoro dei ricercatori sono pubblicati nelle pagine della rivista Nature.
Secondo questo articolo, il nuovo materiale è costituito da granuli di tellururo di piombo e tellururo di stronzio, nonché da una piccola quantità di sodio. Questo materiale ecologicamente stabile può convertire dal 15 al 20 percento del calore generato nella produzione di energia in elettricità utile.
Nuovi materiali possono essere utilizzati nell'industria automobilistica e pesante (ad esempio nella produzione di vetro, mattoni, raffinerie, centrali elettriche a carbone e gas). Inoltre, un efficace termoelettrico può essere utilizzato su grandi navi e petroliere, dove i grandi motori a combustione interna lavorano continuamente.
"Il nostro sistema termoelettrico è il più efficiente al mondo a qualsiasi temperatura - dice Mercurio Kanattsidis, responsabile del progetto e autore principale di questo articolo nella rivista«Nature»-. Questo materiale può convertire il calore in elettricità in modo più efficiente rispetto a qualsiasi altro." "Ci viene spesso chiesto come risolvere il problema del risparmio energetico, - aggiunge il collega Kanattsidisa Vinayak Dravid -. Ma non c'è soluzione universale, la soluzione deve essere globale termoelettrica non può risolvere tutti i problemi energetici, ma è una parte importante di un approccio integrato.".
Le termoelettriche sono sostanze che hanno la capacità di generare elettricità a diverse temperature in diverse aree del materiale. L'efficacia di tale trasformazione è determinata da due requisiti, che per molti aspetti si contraddicono a vicenda. Un efficace termoelettrico dovrebbe essere il migliore possibile per condurre l'elettricità e allo stesso tempo nel modo migliore possibile per condurre il calore.
Una sostanza con una resistenza molto bassa non sarà un efficace termoelettrico se conduce bene il calore. Per ottenere una bassa conduttività termica con un'elevata conduttività elettrica, gli scienziati hanno modificato la struttura del materiale.
Gli specialisti hanno preso il classico tellururo termoelettrico-piombo (PbTe) come base e hanno aggiunto inclusioni di nanocristalli di tellururo di stronzio lì. Hanno violato la struttura ordinata del materiale, ma non hanno influenzato la conduttività elettrica, e quindi la sua conduttività termica.
Il risultato ha soddisfatto gli scienziati e, probabilmente, presto piacerà alle aziende costruttrici di automobili, alle raffinerie di petrolio e ad altri oggetti industriali a cui il nuovo materiale può aiutare a ridurre gli input di energia.